一、结构体
1、结构体声明
一般声明:
struct tag { member-list; }variable-list;
比如创建一个学生结构体:
struct Stu { char name[20];//名字 int age;//年龄 char sex[5];//性别 char id[20];//学号 }; //分号
特殊声明:
匿名结构体类型(不完全的声明)
struct { int a; char b; float c; }x; struct { int a; char b; float c; }a[20], *p;
编译器会将两个匿名结构体类型当作是两种不同的类型,对于以上代码p=&x;这种的语句是非法的
2、结构体的自引用
结构体中的成员可以为该结构体本身,需要是指针类型
正确的自引用方式为:
struct Node { int data; struct Node* next; };
3、结构体变量的定义及初始化
声明类型的同时定义变量:
struct Point { int x; int y; }p1;
先声明之后再定义:
struct Point { int x; int y; }; struct Point p2;
初始化:定义变量的同时赋初值
struct Point { int x; int y; }; struct Point p3 = {x, y};
结构体嵌套初始化:
struct Node { int data; struct Point p; struct Node* next; }n1 = {10, {4,5}, NULL}; //结构体嵌套初始化 struct Node n2 = {20, {5, 6}, NULL};//结构体嵌套初始化
4、结构体内存对齐
结构体内存对齐规则:
- 第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
- 其他成员变量要对齐到某个数字(对齐数)的整数倍的地址处。
对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值- 结构体总大小为最大对齐数(每个成员变量都有一个对齐数)的整数倍。
- 如果嵌套了结构体的情况,嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处,结构体的整体大小就是所有最大对齐数(含嵌套结构体的对齐数)的整数倍。
下来由一个例子来了解:
#include <stdio.h> struct s1 { char c1; int i; char c2; }; struct s2 { int i; char c1; char c2; }; int main() { printf("%d\n", sizeof(struct s1)); printf("%d\n", sizeof(struct s2)); return 0; }
可以看到两个结构体拥有相同的成员,因为顺序不同,所以结构体大小也不同
修改编译器默认对齐数:
#pragma pack(8)//设置默认对齐数为8(可为其他值) #pragma pack()//取消设置的默认对齐数,还原为默认
5、结构体传参
struct S { int data[1000]; int num; }; struct S s = {{1,2,3,4}, 1000}; //结构体传参 void print1(struct S s) { printf("%d\n", s.num); } //结构体地址传参 void print2(struct S* ps) { printf("%d\n", ps->num); }
结构体传参的时候,要传结构体的地址,传结构体地址优于传结构体
原因:
- 函数传参的时候,参数是需要压栈,会有时间和空间上的系统开销。
- 如果传递一个结构体对象的时候,结构体过大,参数压栈的的系统开销比较大,所以会导致性能的下降。
二、位段
1、什么是位段
位段的声明与结构体类似,有两点不同:
- 位段的成员必须是 int、unsigned int 或signed int 。
- 位段的成员名后边有一个冒号和一个数字。
例如:
struct S { char a:3; char b:4; char c:5; char d:4; };
跟结构相比,位段可以达到同样的效果,并且可以很好的节省空间,但是有跨平台的问题存在。
2、位段的内存分配
- 位段的成员可以是 int unsigned int signed int 或者是 char (属于整形家族)类型
- 位段的空间上是按照需要以4个字节( int )或者1个字节( char )的方式来开辟的。
- 位段涉及很多不确定因素,位段是不跨平台的,注重可移植的程序应该避免使用位段。
#include <stdio.h> struct S { char a : 3; char b : 4; char c : 5; char d : 4; }; int main() { printf("%d\n", sizeof(struct S)); return 0; }
三、枚举
1、枚举的定义
枚举顾名思义就是一一列举。把可能的取值一一列举。
比如我们现实生活中:性别、月份、季节等
例如:
enum Day//星期 { Mon, Tues, Wed, Thur, Fri, Sat, Sun };
- { }中的内容是枚举类型的可能取值,也叫枚举常量 。
- 这些可能取值都是有值的,默认从0开始,依次递增1,当然在声明枚举类型的时候也可以赋初值。
2、枚举的优点
- 增加代码的可读性和可维护性
- 和#define定义的标识符比较枚举有类型检查,更加严谨
- 便于调试
- 使用方便,一次可以定义多个常量
3、枚举的使用
enum Day//星期 { Mon=1, Tues=2, Wed=4, Thur=5, Fri=7, Sat=9, Sun=20 }; enum Day d = Mon;//只能拿枚举常量给枚举变量赋值,才不会出现类型的差异。
四、联合(共用体)
1、联合类型的定义
联合也是一种特殊的自定义类型,这种类型定义的变量也包含一系列的成员,特征是这些成员公用同一块空间(所以联合也叫共用体)。
//联合类型的声明 union Un { char c; int i; }; //联合变量的定义 union Un un;
2、联合的特点
联合的成员是共用同一块内存空间的,这样一个联合变量的大小,至少是最大成员的大小(因为联合至少得有能力保存最大的那个成员)。
#include <stdio.h> union Un { char c; int i; }; int main() { union Un un = { 0 }; printf("%p\n", &un); printf("%p\n", &(un.i)); printf("%p\n", &(un.c)); return 0; }
3、联合体大小的计算
- 联合的大小至少是最大成员的大小。
- 当最大成员大小不是最大对齐数的整数倍的时候,就要对齐到最大对齐数的整数倍。
#include <stdio.h> union Un1 { char c[5];//5 1 8 1 int i;//4 8 4 }; union Un2 { short c[7];//14 2 8 2 int i;//4 4 8 4 }; int main() { printf("%d\n", sizeof(union Un1));//5+3 = 8 printf("%d\n", sizeof(union Un2));//16 return 0; }